直噴式柴油機渦流室燃燒系統(tǒng)的燃燒模擬.pdf

1、發(fā)動機的排放污染問題正日益受到世界各國的重視，如何降低發(fā)動機排放物對環(huán)境的危害已成為國內(nèi)外內(nèi)燃機工作者的焦點。渦流室式柴油機由于其燃燒系統(tǒng)特有的低排放、低噪音、高速適應(yīng)性好等優(yōu)點，因此在滿足排放要求方面，具有一定的優(yōu)越性。但與直噴式柴油機相比，也存在燃油消耗率高、起動困難等缺點。如果能結(jié)合渦流室式柴油機和直噴式柴油機的優(yōu)點，研究出一種兼?zhèn)鋭恿π詮姟⒔?jīng)濟性好及排放低的直噴式柴油機渦流室燃燒系統(tǒng)，將具有十分重要的意義。本文主要研究如何利用渦

2、流室燃燒系統(tǒng)的強渦流，使其應(yīng)用于直噴式柴油機中，從而獲得快速均勻的混合氣來改善柴油機燃燒過程。 控制柴油機燃燒過程的首要因素是混合氣形成，而混合氣形成又取決于噴霧特性、噴油規(guī)律、氣缸內(nèi)空氣渦流運動和燃燒室形狀等。本文借助于FIRE軟件，對這種直噴式柴油機渦流室燃燒系統(tǒng)的壓縮、燃燒、膨脹過程進行模擬，考察噴油提前角、渦流室形狀、噴油持續(xù)期等因素對混合氣形成、燃燒過程以及柴油機尾氣中的主要排放物NO<,x>和碳煙的影響。對于噴霧過程

3、，主要通過油滴在氣缸中的三維速度矢量圖來分析油滴的運動，由缸內(nèi)的燃油當(dāng)量比圖分析燃油的分布情況。對于燃燒過程，主要通過對不同燃燒室形狀和不同噴油提前角下的濃度場、溫度場、壓力場和速度場分析來評價，并結(jié)合燃燒放熱率和燃燒累積放熱量來分析燃燒的是否充分，結(jié)合NO<,x>和碳煙質(zhì)量分數(shù)益線分析燃燒的排放情況。 結(jié)果表明：通過模擬與實驗比較，驗證了用由FIRE軟件建立的質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程、化學(xué)組分守恒的數(shù)學(xué)模型是有